JP2017014940A - 風力発電装置の組み付け方法、風力発電装置の分解方法、風力発電装置の設置方法、及び風力発電装置の作業用船舶 - Google Patents
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Abstract
【課題】ナセルを水平置きにしたままで風力発電装置を短時間で組み付けできる風力発電装置の組み付け方法を提供する。【解決手段】ナセル１０３を有する上部構造体１００Ｂと浮体１０１を有する下部構造体１００Ａとが組み付けられることで構成される風力発電装置を、架台２０を有する作業用船舶１を用いて組み付ける風力発電装置の組み付け方法であって、ナセルの回転軸１０３ａが水平面Ｗに対して略平行になるように架台で上部構造体を支持し、上部構造体の下方に下部構造体を配置するとともに、下部構造体と架台との相対移動を規制し、上部構造体を架台に対して下方に移動させることで、下部構造体と上部構造体とを組み付けて風力発電装置を構成する組み付け工程を行う。【選択図】図１６
Description
本発明は、風力発電装置の組み付け方法、風力発電装置の分解方法、風力発電装置の設置方法、及び風力発電装置の作業用船舶に関する。
いわゆるスパー型等の浮体式の風力発電装置は、設置された状態で、頂部にナセルとブレードを備え、ナセルの下方にタワー、スパー型の浮体を備える。風力発電装置は、上下方向に長大な構造物である。
出力が数百ｋＷ程度の小型の風力発電装置の設置方法は、例えば特許文献１に記載されているように以下のようになる。すなわち、陸上で組立てる時に、風力発電装置を水平面に沿う方向に長い横置きの状態で一体に製作する。クレーン船等で風力発電装置を一体で横置きの状態から、鉛直方向に長い縦置きの状態に建て起こして設置する。これは、風力発電装置のナセルが、建て起こしが可能な場合である。
風力発電装置が横置きの状態では、ナセルは回転軸が鉛直方向に平行な鉛直置きになる。セルの回転軸は、回転することで発電を行うためのものである。一方で、風力発電装置が縦置きの状態では、ナセルは回転軸が水平面に平行な水平置きになる。
出力が数百ｋＷ程度の小型の風力発電装置の設置方法は、例えば特許文献１に記載されているように以下のようになる。すなわち、陸上で組立てる時に、風力発電装置を水平面に沿う方向に長い横置きの状態で一体に製作する。クレーン船等で風力発電装置を一体で横置きの状態から、鉛直方向に長い縦置きの状態に建て起こして設置する。これは、風力発電装置のナセルが、建て起こしが可能な場合である。
風力発電装置が横置きの状態では、ナセルは回転軸が鉛直方向に平行な鉛直置きになる。セルの回転軸は、回転することで発電を行うためのものである。一方で、風力発電装置が縦置きの状態では、ナセルは回転軸が水平面に平行な水平置きになる。
風力発電装置が出力が千ｋＷを越える大型のものになると、風力発電装置の設置方法は以下のようになる。すなわち、スパー型の浮体やタワーを有する風力発電装置の下部構造体を陸上で製作する。下部構造体を洋上（海上）で建て起こして浮遊させた後で、クレーン船でナセルとブレードを下部構造体のタワーの頂部に搭載する（組み付ける）。すなわち、風力発電装置の設置方法には、風力発電装置の組み付け方法が用いられる。
風力発電装置の設置方法として陸上で風力発電装置を横置きの状態で組立てて一体製作し、海上を運搬し、風力発電装置を建て起こして洋上に設置することが効率的である。
風力発電装置の設置方法として陸上で風力発電装置を横置きの状態で組立てて一体製作し、海上を運搬し、風力発電装置を建て起こして洋上に設置することが効率的である。
しかしながら、風力発電装置が大型の場合、現状では鉛直置きから回転して水平置きにすることができるナセルがないため、この設置方法で風力発電装置を設置することができない。
洋上で浮遊する下部構造体のタワーの頂部にナセルを搭載し、さらにナセルにブレードを取付けるには、クレーン作業を安全に施工する必要がある。このため、下部構造体と、下部構造体に搭載するナセル等との相対移動を規制する必要がある。静穏な海象状態で風力発電装置を設置するには、設置可能な海域が限定される。沖合で風力発電装置を設置する作業は、一般的に静穏な海象状態の時にしか行うことができない。このため、海域によっては設置作業に多大な期間を要する。
洋上で浮遊する下部構造体のタワーの頂部にナセルを搭載し、さらにナセルにブレードを取付けるには、クレーン作業を安全に施工する必要がある。このため、下部構造体と、下部構造体に搭載するナセル等との相対移動を規制する必要がある。静穏な海象状態で風力発電装置を設置するには、設置可能な海域が限定される。沖合で風力発電装置を設置する作業は、一般的に静穏な海象状態の時にしか行うことができない。このため、海域によっては設置作業に多大な期間を要する。
大型の風力発電装置に対応したナセルが鉛直置きにできないことから、このナセルを備える風力発電装置の組み付け方法及び風力発電装置の分解方法においても、同様な問題が生じる。すなわち、海上における風力発電装置の組み付け作業及び分解作業では、ナセルを水平置きに保持する必要がある。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、ナセルを水平置きにしたままで風力発電装置を短時間で組み付けたり分解したりできる風力発電装置の組み付け方法、風力発電装置の分解方法、風力発電装置の設置方法、及び風力発電装置の作業用船舶を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の風力発電装置の組み付け方法は、ナセルを有する上部構造体と浮体を有する下部構造体とが組み付けられることで構成される風力発電装置を、架台を有する作業用船舶を用いて組み付ける風力発電装置の組み付け方法であって、前記ナセルの回転軸が水平面に対して略平行になるように前記架台で前記上部構造体を支持し、前記上部構造体の下方に前記下部構造体を配置するとともに、前記下部構造体と前記架台との相対移動を規制し、前記上部構造体を前記架台に対して下方に移動させることで、前記下部構造体と前記上部構造体とを組み付けて前記風力発電装置を構成する組み付け工程を行うことを特徴としている。
本発明の風力発電装置の組み付け方法は、ナセルを有する上部構造体と浮体を有する下部構造体とが組み付けられることで構成される風力発電装置を、架台を有する作業用船舶を用いて組み付ける風力発電装置の組み付け方法であって、前記ナセルの回転軸が水平面に対して略平行になるように前記架台で前記上部構造体を支持し、前記上部構造体の下方に前記下部構造体を配置するとともに、前記下部構造体と前記架台との相対移動を規制し、前記上部構造体を前記架台に対して下方に移動させることで、前記下部構造体と前記上部構造体とを組み付けて前記風力発電装置を構成する組み付け工程を行うことを特徴としている。
また、本発明の風力発電装置の分解方法は、ナセルを有する上部構造体と浮体を有する下部構造体とが組み付けられることで構成される風力発電装置を、架台を有する作業用船舶を用いて分解する風力発電装置の分解方法であって、前記ナセルの回転軸が水平面に対して略平行になるように前記架台で前記上部構造体を支持し、前記上部構造体の下方に配置された前記下部構造体と前記架台との相対移動を規制し、前記上部構造体を前記架台に対して上方に移動させることで、前記風力発電装置を前記下部構造体と前記上部構造体とに分解する分解工程を行うことを特徴としている。
また、本発明の風力発電装置の作業用船舶は、ナセルを有する上部構造体と浮体を有する下部構造体とが組み付けられることで構成される風力発電装置を、前記上部構造体と前記下部構造体とを組み付けて構成するとともに前記上部構造体と前記下部構造体と分解するための風力発電装置の作業用船舶であって、船体と、前記船体上に設けられた架台と、前記架台に設けられ、前記ナセルの回転軸が水平面に対して略平行になるように前記上部構造体を支持するとともに、支持した前記上部構造体を上方及び下方に移動可能な昇降装置と、前記船体又は前記架台に設けられ、前記昇降装置に支持された前記上部構造体の下方で前記下部構造体を把持する把持装置と、を備えることを特徴としている。
これらの発明によれば、風力発電装置を組み付けたり分解したりするときに、ナセルの回転軸が水平面に対して略平行になるように（水平置きにして）架台で上部構造体を支持する。下部構造体と架台との相対移動を規制した状態で組み付けたり分解したりすることで、組み付け又は分解の作業が海象状態の影響を受けにくくなる。このため、風力発電装置の組み付け又は分解の作業が短時間で効率的に行える。
また、本発明の風力発電装置の設置方法は、上記に記載の風力発電装置の組み付け方法を用いて前記風力発電装置を設置海域に設置する風力発電装置の設置方法であって、前記作業用船舶を岸壁に停泊させ、前記ナセルの回転軸が水平面に対して略平行になるように前記ナセルを前記架台に陸上から仮設するとともに、前記ナセルに風車ブレードを陸上から取付けて前記上部構造体を形成する第一工程を行い、前記作業用船舶により、海上を通って前記上部構造体を搬送する第二工程を行い、前記下部構造体を、海上を通って搬送する第三工程を行い、前記組み付け工程を行い、前記風力発電装置を前記設置海域に設置する第四工程を行うことを特徴としている。
この発明によれば、岸壁に停泊した作業用船舶にナセルを陸上から取付けることで、架台にナセルを安定した状態で取付けることができる。架台にナセルを水平置きにして取付けた状態で、ナセルを有する上部構造体を海上を搬送する。
風力発電装置の組み付け方法の組み付け工程を行い、風力発電装置を設置海域に設置する。
風力発電装置の組み付け方法の組み付け工程を行い、風力発電装置を設置海域に設置する。
また、上記の風力発電装置の設置方法において、前記作業用船舶により、前記第二工程と前記第三工程とを同時に行ってもよい。
この発明によれば、組となる上部構造体と下部構造体とを１隻の作業用船舶でまとめて搬送する。
また、上記の風力発電装置の設置方法において、前記第三工程では、前記下部構造体を曳船で搬送してもよい。
この発明によれば、組となる上部構造体と下部構造体とを１隻の作業用船舶でまとめて搬送する。
また、上記の風力発電装置の設置方法において、前記第三工程では、前記下部構造体を曳船で搬送してもよい。
また、上記の風力発電装置の作業用船舶において、前記船体上に設けられ、略水平に配置された前記下部構造体を支持するとともに前記下部構造体を建て起こす建て起こし機構を備えてもよい。
また、上記の風力発電装置の作業用船舶において、前記把持装置は、前記下部構造体を当接させる当接部材と、前記当接部材に当接した前記下部構造体の部分とは、前記下部構造体の周方向にずれた部分に当接可能な腕部と、を有してもよい。
また、上記の風力発電装置の作業用船舶において、前記船体の側面には、前記下部構造体を収容する凹部が形成されていてもよい。
また、上記の風力発電装置の作業用船舶において、前記把持装置は、前記下部構造体を当接させる当接部材と、前記当接部材に当接した前記下部構造体の部分とは、前記下部構造体の周方向にずれた部分に当接可能な腕部と、を有してもよい。
また、上記の風力発電装置の作業用船舶において、前記船体の側面には、前記下部構造体を収容する凹部が形成されていてもよい。
本発明において、請求項１に記載の風力発電装置の組み付け方法、請求項２に記載の風力発電装置の分解方法、及び請求項６に記載の風力発電装置の作業用船舶によれば、組み付けたり分解したりするときにナセルを水平置きにしたままで、海象状態が荒れていると不安定になりやすいクレーンを用いることなく、風力発電装置を短時間で組み付けたり分解したりすることができる。
請求項３に記載の風力発電装置の設置方法によれば、陸からの搬送時及び組み付け時のいずれにおいてもナセルを水平置きにしたままになる。このため、海象状態が荒れていると不安定になりやすいクレーンを用いることなく、風力発電装置を短時間で設置することができる。
請求項３に記載の風力発電装置の設置方法によれば、陸からの搬送時及び組み付け時のいずれにおいてもナセルを水平置きにしたままになる。このため、海象状態が荒れていると不安定になりやすいクレーンを用いることなく、風力発電装置を短時間で設置することができる。
請求項４に記載の風力発電装置の設置方法によれば、１隻の作業用船舶で両構造体を搬送するので搬送作業が効率的になる。
請求項５に記載の風力発電装置の設置方法によれば、上部構造体と下部構造体とを互いに異なる時間やルート等で搬送することができる。
請求項５に記載の風力発電装置の設置方法によれば、上部構造体と下部構造体とを互いに異なる時間やルート等で搬送することができる。
請求項７に記載の風力発電装置の作業用船舶によれば、海象状態が荒れていると不安定になりやすいクレーンを用いることなく、下部構造体を建て起こすことができる。
請求項８に記載の風力発電装置の作業用船舶によれば、当接部材に下部構造体を当接させることで下部構造体の位置決めが容易になる。さらに、当接部材に下部構造体が当接した状態で、腕部により下部構造体を確実に把持することができる。
請求項９に記載の風力発電装置の作業用船舶によれば、凹部内に下部構造体を収容することで、船体に対して下部構造体が移動するのが抑制される。
請求項８に記載の風力発電装置の作業用船舶によれば、当接部材に下部構造体を当接させることで下部構造体の位置決めが容易になる。さらに、当接部材に下部構造体が当接した状態で、腕部により下部構造体を確実に把持することができる。
請求項９に記載の風力発電装置の作業用船舶によれば、凹部内に下部構造体を収容することで、船体に対して下部構造体が移動するのが抑制される。
（第１実施形態）
以下、本発明に係る風力発電装置の作業用船舶（以下、作業用船舶とも略称する）の第１実施形態を、図１から図１９を参照しながら説明する。
図１に示すように、本作業用船舶１は、船体１０と、船体１０上に設けられた櫓部（架台）２０と、櫓部２０に設けられた昇降装置２５と、船体１０又は櫓部２０に設けられた一対の搭載用把持装置（把持装置）３５（図３参照）と、船体１０上に設けられた建て起こし機構４５とを備えている。
以下では、船体１０の長手方向Ｘにおいて、建て起こし機構４５に対する櫓部２０側を船首側、櫓部２０に対する建て起こし機構４５側を船尾側とそれぞれ称する。
まず、作業用船舶１で設置される風力発電装置について説明する。
以下、本発明に係る風力発電装置の作業用船舶（以下、作業用船舶とも略称する）の第１実施形態を、図１から図１９を参照しながら説明する。
図１に示すように、本作業用船舶１は、船体１０と、船体１０上に設けられた櫓部（架台）２０と、櫓部２０に設けられた昇降装置２５と、船体１０又は櫓部２０に設けられた一対の搭載用把持装置（把持装置）３５（図３参照）と、船体１０上に設けられた建て起こし機構４５とを備えている。
以下では、船体１０の長手方向Ｘにおいて、建て起こし機構４５に対する櫓部２０側を船首側、櫓部２０に対する建て起こし機構４５側を船尾側とそれぞれ称する。
まず、作業用船舶１で設置される風力発電装置について説明する。
図２に示すように、風力発電装置１００はいわゆるスパー型の公知の構成のものである。風力発電装置１００は、海上に設置された状態では、鉛直方向に長い縦置きの状態である。風力発電装置１００は、水中で浮力を発生する浮体１０１と、浮体１０１から上方に立設するタワー１０２と、タワー１０２の上部に設けられたナセル１０３と、ナセル１０３の回転軸１０３ａに取付けられた複数の風車ブレード１０４とを有している。
浮体１０１は、公知の構成のものであり、図示はしないが上部タンク、下部タンク、及び搬送ポンプを備えている。両タンク内には海水等の液体バラストが収容可能である。搬送ポンプは、両タンクの一方と他方との間で液体バラストを搬送する。
浮体１０１は、公知の構成のものであり、図示はしないが上部タンク、下部タンク、及び搬送ポンプを備えている。両タンク内には海水等の液体バラストが収容可能である。搬送ポンプは、両タンクの一方と他方との間で液体バラストを搬送する。
風車ブレード１０４が受ける風圧により回転軸１０３ａがその軸線周りに回転すると、図示はしないが、油等の作動流体が加圧される。加圧された作動流体が流れて発電機を回転させることで、発電が行われる。
風力発電装置１００が縦置きの状態のときに、ナセル１０３の回転軸１０３ａが水平面Ｗに対して略平行（平行も含む）な水平置きになる。
風力発電装置１００が縦置きの状態のときに、ナセル１０３の回転軸１０３ａが水平面Ｗに対して略平行（平行も含む）な水平置きになる。
浮体１０１とタワー１０２とは、図示しないフランジやボルト等の接続構造により着脱可能になっている。
この例では、浮体１０１で風力発電装置１００の下部構造体１００Ａを構成し、タワー１０２、ナセル１０３、及び複数の風車ブレード１０４で風力発電装置１００の上部構造体１００Ｂを構成する。
風力発電装置１００は、例えば出力が千ｋＷを越え、全体の上下方向の長さが数十ｍ又は百ｍ以上の大型のものである。
この例では、浮体１０１で風力発電装置１００の下部構造体１００Ａを構成し、タワー１０２、ナセル１０３、及び複数の風車ブレード１０４で風力発電装置１００の上部構造体１００Ｂを構成する。
風力発電装置１００は、例えば出力が千ｋＷを越え、全体の上下方向の長さが数十ｍ又は百ｍ以上の大型のものである。
図１に示すように、本実施形態では、船体１０は上下方向Ｚに平行に見たときに略矩形となる箱状に形成されている。船体１０は、例えば外板１１、及び外板１１を補強する図示しない骨組み部材を有している。外板１１及び骨組み部材は、鋼材等で形成されている。船体１０は、水上で浮くことができる。
図３及び４に示すように、船体１０の船首側の側面１０ａには、第一凹部（凹部）１２が形成されている。第一凹部１２は、船体１０を上下方向Ｚに貫通している。第一凹部１２の船体１０の幅方向Ｙの長さは、浮体１０１の外径よりも長い。第一凹部１２内には浮体１０１が収容可能である。
船体１０の側面１０ａには、第一凹部１２を幅方向Ｙに挟むように一対の案内部材１３が取付けられている。一対の案内部材１３の互いに対向する対向面１３ａは、船首側に向かうにしたがって離間するように湾曲している。
船体１０の側面１０ａには、第一凹部１２を幅方向Ｙに挟むように一対の案内部材１３が取付けられている。一対の案内部材１３の互いに対向する対向面１３ａは、船首側に向かうにしたがって離間するように湾曲している。
図１に示すように、船体１０の船尾側の側面１０ｂには第二凹部１４が形成されている。第二凹部１４は、船体１０を上下方向Ｚに貫通している。
船体１０の長手方向Ｘの中央部には、上下方向Ｚに延びる複数の貫通孔１５が形成されている。
船体１０の長手方向Ｘの中央部には、上下方向Ｚに延びる複数の貫通孔１５が形成されている。
図１及び３に示すように、櫓部２０は、船体１０の船首側の上面から立設している。櫓部２０は、例えば、鋼材等で形成された複数の骨組み部材２１を組み合わせて所定の形状にし、この状態の骨組み部材２１を図示しない溶接やボルト等で互いに固定して構成することができる。
櫓部２０における第一凹部１２の上方となる範囲には、骨組み部材２１が設けられない収容部２０ａが形成されている。収容部２０ａは下方で、第一凹部１２に連なっている。
櫓部２０の高さは、風力発電装置１００のタワー１０２の長さ程度である。
櫓部２０における第一凹部１２の上方となる範囲には、骨組み部材２１が設けられない収容部２０ａが形成されている。収容部２０ａは下方で、第一凹部１２に連なっている。
櫓部２０の高さは、風力発電装置１００のタワー１０２の長さ程度である。
昇降装置２５は、図５及び６に示すように櫓部２０の上面に取付けられている。なお、図５には後述するガイド部材３０は示していない。
昇降装置２５は、櫓部２０の上面に取付けられた幅方向移動機構２６と、幅方向移動機構２６の上部に取付けられ船体１０の長手方向Ｘに延びる支持レール２７と、支持レール２７に取付けられた上下方向移動機構２８と、上下方向移動機構２８に取付けられた受け部材２９とを有している。
幅方向移動機構２６は、例えば公知の油圧シリンダ、及び油圧シリンダに対して移動可能に支持されたピストンで構成することができる。図示しない油圧源から油圧シリンダ内に供給する油の供給位置を変えることで、油圧シリンダに対してピストンを幅方向Ｙに移動させることができる。幅方向移動機構２６は、上下方向Ｚに見たときに収容部２０ａを幅方向Ｙに挟んで対になるように設けられている。
支持レール２７は、各幅方向移動機構２６のピストンに取付けられている。
昇降装置２５は、櫓部２０の上面に取付けられた幅方向移動機構２６と、幅方向移動機構２６の上部に取付けられ船体１０の長手方向Ｘに延びる支持レール２７と、支持レール２７に取付けられた上下方向移動機構２８と、上下方向移動機構２８に取付けられた受け部材２９とを有している。
幅方向移動機構２６は、例えば公知の油圧シリンダ、及び油圧シリンダに対して移動可能に支持されたピストンで構成することができる。図示しない油圧源から油圧シリンダ内に供給する油の供給位置を変えることで、油圧シリンダに対してピストンを幅方向Ｙに移動させることができる。幅方向移動機構２６は、上下方向Ｚに見たときに収容部２０ａを幅方向Ｙに挟んで対になるように設けられている。
支持レール２７は、各幅方向移動機構２６のピストンに取付けられている。
上下方向移動機構２８は、幅方向移動機構２６と同様に構成され、油圧シリンダ２８ａ及びピストン２８ｂを有している。油圧シリンダ２８ａは支持レール２７に取付けられている。各支持レール２７には、一対の上下方向移動機構２８が長手方向Ｘに間隔をおいて並べて配置されている。すなわち、昇降装置２５は、上下方向Ｚに見たときに矩形の四隅となる位置に配置された４つの上下方向移動機構２８を備えている。
油圧源から油圧シリンダ２８ａ内に供給する油の供給位置を変えることで、油圧シリンダ２８ａに対してピストン２８ｂを上下方向Ｚに移動させることができる。これら４つの上下方向移動機構２８は、互いに独立して移動させることができる。
受け部材２９の上面における幅方向Ｙの中間部には、下方に窪んだ段部２９ａが形成されている。段部２９ａの底面の船首側には、受け部材２９を上下方向Ｚに貫通する切欠き２９ｂが形成されている。切欠き２９ｂは、櫓部２０の収容部２０ａの上方に形成されている。受け部材２９は、上下方向移動機構２８のピストン２８ｂに取付けられている。
受け部材２９及び支持レール２７は、鋼材等で形成することができる。
油圧源から油圧シリンダ２８ａ内に供給する油の供給位置を変えることで、油圧シリンダ２８ａに対してピストン２８ｂを上下方向Ｚに移動させることができる。これら４つの上下方向移動機構２８は、互いに独立して移動させることができる。
受け部材２９の上面における幅方向Ｙの中間部には、下方に窪んだ段部２９ａが形成されている。段部２９ａの底面の船首側には、受け部材２９を上下方向Ｚに貫通する切欠き２９ｂが形成されている。切欠き２９ｂは、櫓部２０の収容部２０ａの上方に形成されている。受け部材２９は、上下方向移動機構２８のピストン２８ｂに取付けられている。
受け部材２９及び支持レール２７は、鋼材等で形成することができる。
上下方向移動機構２８のピストン２８ｂとともに受け部材２９が上下方向Ｚに移動する。この受け部材２９の上下方向Ｚへの移動は、図６に示すように、櫓部２０から上方に立設し、受け部材２９の船首側及び船尾側にそれぞれ設けられたガイド部材３０により案内される。
このように構成された昇降装置２５において、受け部材２９の段部２９ａ上にナセル１０３を置くとともに、受け部材２９の切欠き２９ｂ内にタワー１０２を挿通させることで、受け部材２９に上部構造体１００Ｂが支持される。これにより、受け部材２９に上部構造体１００Ｂが取付けられる。
受け部材２９は、ナセル１０３の回転軸１０３ａが水平面Ｗに対して略平行になるように、すなわちナセル１０３が水平置きになるように上部構造体１００Ｂを支持する。
幅方向移動機構２６を駆動することで、一対の支持レール２７、複数の上下方向移動機構２８、及び受け部材２９が一体となって幅方向Ｙに移移動する。これにより、受け部材２９で支持した上部構造体１００Ｂを櫓部２０に対して幅方向Ｙに移動させることができる。
受け部材２９は、ナセル１０３の回転軸１０３ａが水平面Ｗに対して略平行になるように、すなわちナセル１０３が水平置きになるように上部構造体１００Ｂを支持する。
幅方向移動機構２６を駆動することで、一対の支持レール２７、複数の上下方向移動機構２８、及び受け部材２９が一体となって幅方向Ｙに移移動する。これにより、受け部材２９で支持した上部構造体１００Ｂを櫓部２０に対して幅方向Ｙに移動させることができる。
４つの上下方向移動機構２８を同様に駆動することで、受け部材２９で支持した上部構造体１００Ｂを櫓部２０に対して上下方向Ｚに移動させることができる。４つの上下方向移動機構２８のピストン２８ｂの移動量を変えることで、船体１０に対して受け部材２９を傾けることができる。これにより、水平面Ｗに対して船体１０が傾いているときでも、受け部材２９が水平面Ｗに対して平行になるように調整することができる。
同様に、上下方向移動機構２８を駆動することで、受け部材２９で支持した上部構造体１００Ｂを櫓部２０に対して上下方向Ｚに移動させることができる。
同様に、上下方向移動機構２８を駆動することで、受け部材２９で支持した上部構造体１００Ｂを櫓部２０に対して上下方向Ｚに移動させることができる。
図３、４及び７に示すように、一対の搭載用把持装置３５のうちの一方は、櫓部２０の収容部２０ａ内に設けられている。搭載用把持装置３５は、後述する緩衝部材３６ａを介して下部構造体１００Ａを当接させる当接板（当接部材）３６と、下部構造体１００Ａに当接可能な一対の腕部３７と、を有する。
当接板３６は、例えば鋼板で平板状に形成され、櫓部２０に取付けられている。当接板３６の収容部２０ａ側の面には、緩衝部材３６ａが設けられている。
腕部３７は、第一端部が櫓部２０に回転可能に支持されたリンク部材３８と、リンク部材３８の第二端部に回転可能に支持された支持板３９と、櫓部２０及び支持板３９に接続された把持機構４０とを備えている。
支持板３９は、下部構造体１００Ａに当接する側が凹んだ形状に湾曲している。支持板３９の凹んだ側の面には、下部構造体１００Ａとの間の摩擦力を高めるために凹凸形状３９ａ（図７参照）が形成されていることが好ましい。
把持機構４０は、幅方向移動機構２６と同様に油圧シリンダ４０ａ及びピストン４０ｂを有している。油圧シリンダ４０ａは櫓部２０に取付けられ、ピストン４０ｂは支持板３９に取付けられている。油圧源から油圧シリンダ４０ａ内に供給する油の供給位置を変えることで、リンク部材３８及び支持板３９がリンク部材３８の第一端部周りに揺動する。
当接板３６は、例えば鋼板で平板状に形成され、櫓部２０に取付けられている。当接板３６の収容部２０ａ側の面には、緩衝部材３６ａが設けられている。
腕部３７は、第一端部が櫓部２０に回転可能に支持されたリンク部材３８と、リンク部材３８の第二端部に回転可能に支持された支持板３９と、櫓部２０及び支持板３９に接続された把持機構４０とを備えている。
支持板３９は、下部構造体１００Ａに当接する側が凹んだ形状に湾曲している。支持板３９の凹んだ側の面には、下部構造体１００Ａとの間の摩擦力を高めるために凹凸形状３９ａ（図７参照）が形成されていることが好ましい。
把持機構４０は、幅方向移動機構２６と同様に油圧シリンダ４０ａ及びピストン４０ｂを有している。油圧シリンダ４０ａは櫓部２０に取付けられ、ピストン４０ｂは支持板３９に取付けられている。油圧源から油圧シリンダ４０ａ内に供給する油の供給位置を変えることで、リンク部材３８及び支持板３９がリンク部材３８の第一端部周りに揺動する。
把持機構４０を駆動して一対の腕部３７の支持板３９を互いに近づくように揺動させると、搭載用把持装置３５は緩衝部材３６ａに当接した下部構造体１００Ａを把持する。図４に示すように、腕部３７の支持板３９は、緩衝部材３６ａを介して当接板３６に当接した下部構造体１００Ａの部分１００Ｃとは、下部構造体１００Ａの周方向にずれた部分１００Ｄに当接する。当接板３６及び一対の支持板３９は、下部構造体１００Ａの周方向に略等角度ごとに下部構造体１００Ａに当接する。
一方で、一対の腕部３７の支持板３９を互いに離間するように揺動させると、搭載用把持装置３５は把持した下部構造体１００Ａを解放する。
本実施形態では、一対の搭載用把持装置３５のうちの他方は、船体１０の第一凹部１２に設けられている。すなわち、一対の搭載用把持装置３５が上下方向Ｚに間隔を開けて配置されている。一対の搭載用把持装置３５は、下部構造体１００Ａを上部構造体１００Ｂの下方で把持する（図１５参照）。
一方で、一対の腕部３７の支持板３９を互いに離間するように揺動させると、搭載用把持装置３５は把持した下部構造体１００Ａを解放する。
本実施形態では、一対の搭載用把持装置３５のうちの他方は、船体１０の第一凹部１２に設けられている。すなわち、一対の搭載用把持装置３５が上下方向Ｚに間隔を開けて配置されている。一対の搭載用把持装置３５は、下部構造体１００Ａを上部構造体１００Ｂの下方で把持する（図１５参照）。
建て起こし機構４５は、図１に示すように、略水平に配置された横置きの下部構造体１００Ａを支持する回転台４６と、回転台４６に設けられた一対の輸送用把持装置４７と、回転台４６を回転軸Ｃ周りに回転可能に支持する回転機構（不図示）とを有している。
回転台４６は、例えば鋼板と骨組み部材とを組み合わせて構成することができる。輸送用把持装置４７は、搭載用把持装置３５と同様に構成され、回転台４６の長手方向に並べて配置されている。回転機構は、公知のベアリング等で形成することができる。回転軸Ｃは、第二凹部１４の船首側の縁部に、幅方向Ｙに平行になるように設定される。
作業者は、水平面に平行に延びるように配置された回転台４６上に、下部構造体１００Ａを乗せる。後述する液体バラストの移動により、回転台４６を回転軸Ｃ周りに位置Ｐ１まで回転させることで、回転台４６に支持された下部構造体１００Ａを建て起こすことができる。
回転台４６は、例えば鋼板と骨組み部材とを組み合わせて構成することができる。輸送用把持装置４７は、搭載用把持装置３５と同様に構成され、回転台４６の長手方向に並べて配置されている。回転機構は、公知のベアリング等で形成することができる。回転軸Ｃは、第二凹部１４の船首側の縁部に、幅方向Ｙに平行になるように設定される。
作業者は、水平面に平行に延びるように配置された回転台４６上に、下部構造体１００Ａを乗せる。後述する液体バラストの移動により、回転台４６を回転軸Ｃ周りに位置Ｐ１まで回転させることで、回転台４６に支持された下部構造体１００Ａを建て起こすことができる。
船体１０の上面であって貫通孔１５の近傍には、昇降ジャッキ５０が取付けられている。昇降ジャッキ５０は、貫通孔１５に挿通されたスパッドと呼ばれる脚体５１を船体１０に対して上下方向Ｚに移動させる。作業用船舶１が昇降ジャッキ５０を備えるため、港等の出荷岸壁において脚体５１を海底に固定することにより、作業用船舶１が動揺するのを抑制することができる。なお、作業用船舶１は昇降ジャッキ５０及び脚体５１を備えなくてもよい。
本実施形態の作業用船舶１は自力による航行（自航）はできず、公知のタグボート（曳船）で曳かれて走行する。なお、作業用船舶１が自航できるように構成してもよい。しかし、作業用船舶１が自航できないように構成した方が安価に構成できる。
本実施形態の作業用船舶１は自力による航行（自航）はできず、公知のタグボート（曳船）で曳かれて走行する。なお、作業用船舶１が自航できるように構成してもよい。しかし、作業用船舶１が自航できないように構成した方が安価に構成できる。
次に、以上のように構成された作業用船舶１を用いて行う本実施形態の風力発電装置１００の設置方法（以下、設置方法とも略称する）について説明する。図８は、本実施形態における風力発電装置１００の設置方法を示すフローチャートである。
図９に示すように、予め、陸上ヤードである岸壁Ｌ１等において、浮体１０１である下部構造体１００Ａを製造しておく（下部構造体製造工程）。
図９に示すように、予め、陸上ヤードである岸壁Ｌ１等において、浮体１０１である下部構造体１００Ａを製造しておく（下部構造体製造工程）。
まず、上部構造体製造工程（第一工程、図８に示すステップＳ１）において、作業用船舶１上に下部構造体１００Ａを搭載するとともに、作業用船舶１の櫓部２０に上部構造体１００Ｂを仮設する。具体的には、作業者は、タグボート等により、図１０に示すように、作業用船舶１の船尾側、すなわち建て起こし機構４５が岸壁Ｌ１に近づくように作業用船舶１を岸壁Ｌ１近くの海上に停泊させる。ここで言う停泊とは、船舶が碇を下ろしてとまることだけでなく、ロープ等で岸壁Ｌ１に船舶を係留したり、船舶がスパッドと呼ばれる脚体を用いてとまること等も意味する。
ドーリー等の搬送車両Ａ１０等で、下部構造体１００Ａを岸壁Ｌ１から作業用船舶１に搬送し、作業用船舶１の回転台４６上に下部構造体１００Ａを乗せる。このとき、下部構造体１００Ａは横置きの状態になる。輸送用把持装置４７で下部構造体１００Ａを把持する。
船体１０の船尾側と下部構造体１００Ａとの間に搬送用のサポート部材５５（図１１参照）を挟み、下部構造体１００Ａが横置きの状態から傾かないようにする。こうして、下部構造体１００Ａを出荷する。
ドーリー等の搬送車両Ａ１０等で、下部構造体１００Ａを岸壁Ｌ１から作業用船舶１に搬送し、作業用船舶１の回転台４６上に下部構造体１００Ａを乗せる。このとき、下部構造体１００Ａは横置きの状態になる。輸送用把持装置４７で下部構造体１００Ａを把持する。
船体１０の船尾側と下部構造体１００Ａとの間に搬送用のサポート部材５５（図１１参照）を挟み、下部構造体１００Ａが横置きの状態から傾かないようにする。こうして、下部構造体１００Ａを出荷する。
図１１に示すように作業用船舶１を移動させ、作業用船舶１の船首側、すなわち櫓部２０が岸壁Ｌ１に近づくように、作業用船舶１を岸壁Ｌ１に停泊させる。このとき、昇降ジャッキ５０により脚体５１を下方に移動させて、海底Ｌ３に脚体５１を押し付ける。これにより、作業用船舶１が岸壁Ｌ１に対して移動しないようにする。
岸壁Ｌ１上に配置したクレーンＡ１５で予めタワー１０２が取付けられたナセル１０３を吊り上げ、ナセル１０３を昇降装置２５の受け部材２９上に仮設する。このとき、ナセル１０３は水平置きになる。
クレーンＡ１５で風車ブレード１０４を吊り上げ、ナセル１０３に複数の風車ブレード１０４を取付ける。
このように、櫓部２０にナセル１０３及び風車ブレード１０４を陸上から取付ける。タワー１０２、ナセル１０３、及び複数の風車ブレード１０４で上部構造体１００Ｂが構成される。岸壁Ｌ１に停泊した作業用船舶１にナセル１０３等を陸上から取付けることで、櫓部２０にナセル１０３等を安定した状態で仮設することができる。
上部構造体１００Ｂが構成されたら、昇降ジャッキ５０により脚体５１を上方に移動させ、海底Ｌ３から脚体５１を離間させておく。
岸壁Ｌ１上に配置したクレーンＡ１５で予めタワー１０２が取付けられたナセル１０３を吊り上げ、ナセル１０３を昇降装置２５の受け部材２９上に仮設する。このとき、ナセル１０３は水平置きになる。
クレーンＡ１５で風車ブレード１０４を吊り上げ、ナセル１０３に複数の風車ブレード１０４を取付ける。
このように、櫓部２０にナセル１０３及び風車ブレード１０４を陸上から取付ける。タワー１０２、ナセル１０３、及び複数の風車ブレード１０４で上部構造体１００Ｂが構成される。岸壁Ｌ１に停泊した作業用船舶１にナセル１０３等を陸上から取付けることで、櫓部２０にナセル１０３等を安定した状態で仮設することができる。
上部構造体１００Ｂが構成されたら、昇降ジャッキ５０により脚体５１を上方に移動させ、海底Ｌ３から脚体５１を離間させておく。
次に、上部・下部構造体搬送工程（第二工程及び第三工程、ステップＳ３）において、図１２に示すように、作業用船舶１により、海上を通って上部構造体１００Ｂ及び下部構造体１００Ａを設置海域Ｌ５まで搬送する。設置海域Ｌ５は、風力発電装置１００を設置する予定の海域である。作業用船舶１は、タグボートＡ２０で曳いて移動させる。なお、上部構造体１００Ｂ及び下部構造体１００Ａを設置海域Ｌ５まで搬送しないで、上部構造体１００Ｂ及び下部構造体１００Ａを設置海域Ｌ５に近い海域等まで搬送してもよい。
本実施形態では作業用船舶１により、第二工程である上部構造体搬送工程と第三工程である下部構造体搬送工程とを同時に行っている。
上部構造体１００Ｂを設置海域Ｌ５まで搬送する間、ナセル１０３は水平置きである。
本実施形態では作業用船舶１により、第二工程である上部構造体搬送工程と第三工程である下部構造体搬送工程とを同時に行っている。
上部構造体１００Ｂを設置海域Ｌ５まで搬送する間、ナセル１０３は水平置きである。
次に、建て起こし工程（ステップＳ５）において、下部構造体１００Ａを建て起こす。
具体的には、不図示のポンプで、海水等の液体バラストを上部タンク１０１ａ内に注入する。船体１０と下部構造体１００Ａとの間から、サポート部材５５を取外す。輸送用把持装置４７による下部構造体１００Ａの把持を解除する。
把持搬送ポンプにより上部タンクから下部タンクに液体バラストを搬送させていくと、下部構造体１００Ａの重心が船尾側に移動する。図１３に示すように、回転台４６が回転軸Ｃ周りに回転し、下部構造体１００Ａが建て起こされる。横置きの状態であった下部構造体１００Ａが、縦置きの状態になる。このとき、下部構造体１００Ａは縦置きの状態で水中に浮かべられた高さになる。したがって、下部構造体１００Ａから輸送用把持装置４７に対して上方や下方に向かって作用する力が低減する。なお、下部構造体１００Ａを建て起こす方法は、液体バラストを移動させる方法に限定されない。
このように、海象状態が荒れていると不安定になりやすいクレーンを用いることなく、下部構造体１００Ａを建て起こすことができる。
具体的には、不図示のポンプで、海水等の液体バラストを上部タンク１０１ａ内に注入する。船体１０と下部構造体１００Ａとの間から、サポート部材５５を取外す。輸送用把持装置４７による下部構造体１００Ａの把持を解除する。
把持搬送ポンプにより上部タンクから下部タンクに液体バラストを搬送させていくと、下部構造体１００Ａの重心が船尾側に移動する。図１３に示すように、回転台４６が回転軸Ｃ周りに回転し、下部構造体１００Ａが建て起こされる。横置きの状態であった下部構造体１００Ａが、縦置きの状態になる。このとき、下部構造体１００Ａは縦置きの状態で水中に浮かべられた高さになる。したがって、下部構造体１００Ａから輸送用把持装置４７に対して上方や下方に向かって作用する力が低減する。なお、下部構造体１００Ａを建て起こす方法は、液体バラストを移動させる方法に限定されない。
このように、海象状態が荒れていると不安定になりやすいクレーンを用いることなく、下部構造体１００Ａを建て起こすことができる。
次に、位置決め工程（ステップＳ７）において、設置海域Ｌ５で、櫓部２０と下部構造体１００Ａとの相対変位を規制するとともに、上部構造体１００Ｂの下方に下部構造体１００Ａを配置する。なお、位置決め工程Ｓ７の開始時には、ナセル１０３が水平置きになるように上部構造体１００Ｂが櫓部２０で支持されている。
具体的には、図１４に示すように、タグボートＡ２０で下部構造体１００Ａを曳いて移動させ、作業用船舶１から下部構造体１００Ａを離間させる。すなわち、下部構造体１００Ａを離舷させる。下部構造体１００Ａは、縦置きの状態で、自身に作用する浮力により水平面Ｗよりも上方に上部を突出させた状態で水中に浮く。
縦置きの状態になった下部構造体１００Ａの位置が安定した後で、下部構造体１００Ａをゆっくり移動させる。
具体的には、図１４に示すように、タグボートＡ２０で下部構造体１００Ａを曳いて移動させ、作業用船舶１から下部構造体１００Ａを離間させる。すなわち、下部構造体１００Ａを離舷させる。下部構造体１００Ａは、縦置きの状態で、自身に作用する浮力により水平面Ｗよりも上方に上部を突出させた状態で水中に浮く。
縦置きの状態になった下部構造体１００Ａの位置が安定した後で、下部構造体１００Ａをゆっくり移動させる。
図１５に示すように、下部構造体１００Ａを作業用船舶１のウィンチ５６からのロープ５７で作業用船舶１に引き寄せる。この時、タグボートＡ２０のロープ５８で下部構造体１００Ａの移動にブレーキを掛け、下部構造体１００Ａの位置を保持する。
図１６に示すように、作業用船舶１の船首側へ下部構造体１００Ａを近づける。一対の案内部材１３の対向面１３ａに案内されて、船体１０の第一凹部１２内に下部構造体１００Ａが収容される。これにより、船体１０に対して下部構造体１００Ａが移動するのが抑制される。
搭載用把持装置３５の緩衝部材３６ａを介して当接板３６に下部構造体１００Ａを当接させる。当接板３６に下部構造体１００Ａを当接させることで、下部構造体１００Ａの長手方向Ｘの位置決めが容易になる。
図１６に示すように、作業用船舶１の船首側へ下部構造体１００Ａを近づける。一対の案内部材１３の対向面１３ａに案内されて、船体１０の第一凹部１２内に下部構造体１００Ａが収容される。これにより、船体１０に対して下部構造体１００Ａが移動するのが抑制される。
搭載用把持装置３５の緩衝部材３６ａを介して当接板３６に下部構造体１００Ａを当接させる。当接板３６に下部構造体１００Ａを当接させることで、下部構造体１００Ａの長手方向Ｘの位置決めが容易になる。
把持機構４０により一対の腕部３７を揺動させ、当接板３６及び一対の腕部３７で下部構造体１００Ａを把持する。これにより、櫓部２０と下部構造体１００Ａとの相対変位が規制される。櫓部２０と下部構造体１００Ａとの相対変位を規制することで、海象状態が荒れていても下部構造体１００Ａとの上部構造体１００Ｂとの相対変位も規制される。
また、搭載用把持装置３５で把持された下部構造体１００Ａは、上部構造体１００Ｂの下方に配置される。
また、搭載用把持装置３５で把持された下部構造体１００Ａは、上部構造体１００Ｂの下方に配置される。
次に、装置組み付け工程（ステップＳ９）において、櫓部２０に対して上部構造体１００Ｂを下方に移動させて下部構造体１００Ａと上部構造体１００Ｂとを組み付けて風力発電装置１００を構成する。なお、位置決め工程Ｓ７及び装置組み付け工程Ｓ９で、組み付け工程Ｓ１０を構成する。すなわち、本設置方法は本実施形態の風力発電装置１００の組み付け方法（以下、組み付け方法とも略称する）を用いる。
具体的には、昇降装置２５の上下方向移動機構２８により上部構造体１００Ｂを下方に移動させて下部構造体１００Ａに上部構造体１００Ｂを当接させる。必要に応じて、幅方向移動機構２６を駆動して櫓部２０に対して上部構造体１００Ｂを幅方向Ｙに移動させ、下部構造体１００Ａと上部構造体１００Ｂとの幅方向Ｙの位置を調節する。
下部構造体１００Ａと上部構造体１００Ｂとをフランジやボルト等の接続構造により取付けることで、図１７に示す風力発電装置１００を構成する。このように風力発電装置１００を構成する場所は、設置海域Ｌ５でもよいが設置海域Ｌ５以外でもよい。
タグボートＡ２０で風力発電装置１００を作業用船舶１から離間させる。
具体的には、昇降装置２５の上下方向移動機構２８により上部構造体１００Ｂを下方に移動させて下部構造体１００Ａに上部構造体１００Ｂを当接させる。必要に応じて、幅方向移動機構２６を駆動して櫓部２０に対して上部構造体１００Ｂを幅方向Ｙに移動させ、下部構造体１００Ａと上部構造体１００Ｂとの幅方向Ｙの位置を調節する。
下部構造体１００Ａと上部構造体１００Ｂとをフランジやボルト等の接続構造により取付けることで、図１７に示す風力発電装置１００を構成する。このように風力発電装置１００を構成する場所は、設置海域Ｌ５でもよいが設置海域Ｌ５以外でもよい。
タグボートＡ２０で風力発電装置１００を作業用船舶１から離間させる。
次に、係留工程（第四工程、ステップＳ１１）において、図２に示すように風力発電装置１００を設置海域Ｌ５に設置する。
具体的には、公知の方法により、アンカー６０により海底Ｌ３に係留ケーブル（係留索）６１の第一端部を固定する。係留ケーブル６１の第二端部を浮体１０１側に巻き上げ、浮体１０１に固定する。これにより、海底Ｌ３に風力発電装置１００を係留する。
以上の工程で、風力発電装置１００の設置が終了する。
具体的には、公知の方法により、アンカー６０により海底Ｌ３に係留ケーブル（係留索）６１の第一端部を固定する。係留ケーブル６１の第二端部を浮体１０１側に巻き上げ、浮体１０１に固定する。これにより、海底Ｌ３に風力発電装置１００を係留する。
以上の工程で、風力発電装置１００の設置が終了する。
以上説明したように、本実施形態の作業用船舶１及び組み付け方法によれば、風力発電装置１００を組み付けるときに、ナセル１０３を水平置きにして櫓部２０で上部構造体１００Ｂを支持する。下部構造体１００Ａと櫓部２０との相対移動を規制した状態で組み付けることで、組み付けの作業が海象状態の影響を受けにくくなる。このため、風力発電装置１００の組み付けの作業が短時間で効率的に行える。
第二工程と第三工程とを同時に行うことで、組となる上部構造体１００Ｂと下部構造体１００Ａとを１隻の作業用船舶１でまとめて搬送する。１隻の作業用船舶１で両構造体１００Ａ、１００Ｂを搬送するので、搬送作業が効率的になる。
作業用船舶１が建て起こし機構４５を備えることで、海象状態が荒れていると不安定になりやすいクレーンを用いることなく、下部構造体１００Ａを建て起こすことができる。
作業用船舶１が建て起こし機構４５を備えることで、海象状態が荒れていると不安定になりやすいクレーンを用いることなく、下部構造体１００Ａを建て起こすことができる。
搭載用把持装置３５は、当接板３６及び一対の腕部３７を備える。当接板３６に下部構造体１００Ａを当接させることで下部構造体１００Ａの位置決めが容易になる。さらに、当接板３６に下部構造体１００Ａが当接した状態で、一対の腕部３７により下部構造体１００Ａを確実に把持することができる。
船体１０に第一凹部１２が形成されていることで、第一凹部１２内に下部構造体１００Ａを収容すると、船体１０に対して下部構造体１００Ａが移動するのを抑制することができる。
船体１０に第一凹部１２が形成されていることで、第一凹部１２内に下部構造体１００Ａを収容すると、船体１０に対して下部構造体１００Ａが移動するのを抑制することができる。
また、本実施形態の設置方法によれば、岸壁Ｌ１に停泊した作業用船舶１にナセル１０３を陸上から取付けることで、櫓部２０にナセル１０３を安定した状態で取付けることができる。櫓部２０にナセル１０３を水平置きにして取付けた状態で、ナセル１０３を有する上部構造体１００Ｂを海上を搬送する。
陸からの搬送時及び組み付け時のいずれにおいてもナセル１０３を水平置きにしたままになる。このため、海象状態が荒れていると不安定になりやすいクレーンを用いることなく、風力発電装置１００を短時間で設置することができる。
陸からの搬送時及び組み付け時のいずれにおいてもナセル１０３を水平置きにしたままになる。このため、海象状態が荒れていると不安定になりやすいクレーンを用いることなく、風力発電装置１００を短時間で設置することができる。
なお、本実施形態では、下部構造体１００Ａと上部構造体１００Ｂとを組み付けて風力発電装置１００を構成してから、この風力発電装置１００を海底Ｌ３に係留した。
しかし、以下に説明する手順で風力発電装置１００を構成してもよい。すなわち、図１８に示すように、設置海域Ｌ５において海底Ｌ３に下部構造体１００Ａを係留させる。この後で、作業用船舶１のウィンチ５６から下部構造体１００Ａに接続されたロープ５７を引き寄せることで、図１９に示すように下部構造体１００Ａに作業用船舶１を近づける。下部構造体１００Ａの上方に作業用船舶１が支持する上部構造体１００Ｂを配置する。これ以降は前述の装置組み付け工程Ｓ９及び係留工程Ｓ１１を行う。
しかし、以下に説明する手順で風力発電装置１００を構成してもよい。すなわち、図１８に示すように、設置海域Ｌ５において海底Ｌ３に下部構造体１００Ａを係留させる。この後で、作業用船舶１のウィンチ５６から下部構造体１００Ａに接続されたロープ５７を引き寄せることで、図１９に示すように下部構造体１００Ａに作業用船舶１を近づける。下部構造体１００Ａの上方に作業用船舶１が支持する上部構造体１００Ｂを配置する。これ以降は前述の装置組み付け工程Ｓ９及び係留工程Ｓ１１を行う。
なお、本実施形態の風力発電装置の分解方法（以下、分解方法とも略称する）は、以下のような手順となる。なお、前述の作業用船舶１は、本分解方法にも好適に用いることができる。
すなわち、既に構成されて係留された風力発電装置１００において、ナセル１０３が水平置きになるように櫓部２０で上部構造体１００Ｂを支持する。上部構造体１００Ｂの下方に配置された下部構造体１００Ａと櫓部２０との相対移動を規制する。上部構造体１００Ｂを櫓部２０に対して上方に移動させることで、風力発電装置１００を下部構造体１００Ａと上部構造体１００Ｂとに分解する（分解工程、図１９参照）。
風力発電装置１００を分解するときに、ナセル１０３の回転軸１０３ａを水平置きにして櫓部２０で上部構造体１００Ｂを支持する。下部構造体１００Ａと櫓部２０との相対移動を規制した状態で分解することで、分解の作業が海象状態の影響を受けにくくなる。このため、風力発電装置１００の分解の作業が短時間で効率的に行える。
風力発電装置１００を分解することで、設置海域Ｌ５から風力発電装置１００を撤去しやすくなる。
すなわち、既に構成されて係留された風力発電装置１００において、ナセル１０３が水平置きになるように櫓部２０で上部構造体１００Ｂを支持する。上部構造体１００Ｂの下方に配置された下部構造体１００Ａと櫓部２０との相対移動を規制する。上部構造体１００Ｂを櫓部２０に対して上方に移動させることで、風力発電装置１００を下部構造体１００Ａと上部構造体１００Ｂとに分解する（分解工程、図１９参照）。
風力発電装置１００を分解するときに、ナセル１０３の回転軸１０３ａを水平置きにして櫓部２０で上部構造体１００Ｂを支持する。下部構造体１００Ａと櫓部２０との相対移動を規制した状態で分解することで、分解の作業が海象状態の影響を受けにくくなる。このため、風力発電装置１００の分解の作業が短時間で効率的に行える。
風力発電装置１００を分解することで、設置海域Ｌ５から風力発電装置１００を撤去しやすくなる。
本実施形態の分解方法を用いて風力発電装置１００を分解し、下部構造体１００Ａや上部構造体１００Ｂをメンテナンス（保守）する。その後で、本実施形態の組み付け方法を用いて再度風力発電装置１００を組み付けることで、風力発電装置１００の保守方法とすることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１５から１７、図２０から２６を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図２０に示すように、本実施形態の作業用船舶２は、第１実施形態の作業用船舶１の各構成に対して、建て起こし機構４５を備えず、船体１０に第二凹部１４が形成されない。
次に、本発明の第２実施形態について図１５から１７、図２０から２６を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図２０に示すように、本実施形態の作業用船舶２は、第１実施形態の作業用船舶１の各構成に対して、建て起こし機構４５を備えず、船体１０に第二凹部１４が形成されない。
次に、以上のように構成された作業用船舶２を用いて行う本実施形態の設置方法について説明する。図２１は、本実施形態における風力発電装置１００の設置方法を示すフローチャートである。
まず、上部構造体製造工程（第一工程、図２１に示すステップＳ２１）において、作業用船舶２の櫓部２０に上部構造体１００Ｂを形成する。この上部構造体製造工程Ｓ２１は、第１実施形態の上部構造体製造工程Ｓ１において作業用船舶１に代えて作業用船舶２を用いるだけなので、説明を省略する。
ただし、第１実施形態のように作業用船舶２に下部構造体１００Ａを乗せることはしない。
まず、上部構造体製造工程（第一工程、図２１に示すステップＳ２１）において、作業用船舶２の櫓部２０に上部構造体１００Ｂを形成する。この上部構造体製造工程Ｓ２１は、第１実施形態の上部構造体製造工程Ｓ１において作業用船舶１に代えて作業用船舶２を用いるだけなので、説明を省略する。
ただし、第１実施形態のように作業用船舶２に下部構造体１００Ａを乗せることはしない。
次に、上部構造体搬送工程（第二工程、ステップＳ２３）において、図示しないタグボートＡ２０を用いて、図２２に示すように作業用船舶２により、海上を通って上部構造体１００Ｂを設置海域Ｌ５まで搬送する。なお、図２２中には下部構造体１００Ａが示されているが、この下部構造体１００Ａは後の説明用に示したものである。なお、上部構造体１００Ｂを設置海域Ｌ５まで搬送しないで、上部構造体１００Ｂを設置海域Ｌ５に近い海域等まで搬送してもよい。
次に、下部構造体搬送工程（第三工程、ステップＳ２５）において、海上を通って下部構造体１００Ａを設置海域Ｌ５まで作業用船舶２を用いずにタグボートＡ２０で搬送する。なお、下部構造体１００Ａを設置海域Ｌ５まで搬送しないで、下部構造体１００Ａを設置海域Ｌ５に近い海域等まで搬送してもよい。
具体的には、図２３に示すように岸壁Ｌ１に公知のシンキングバージＡ２５を停泊させる。なお、シンキングバージＡ２５はフローティングドックでもよい。搬送車両Ａ１０等で、下部構造体１００Ａを岸壁Ｌ１からシンキングバージＡ２５に搬送し、シンキングバージＡ２５上に下部構造体１００Ａを乗せる。このとき、シンキングバージＡ２５と下部構造体１００Ａとの間に架台部材６５（図２４参照）を挟んでおく。
図２４に示すように、タグボートＡ２０でシンキングバージＡ２５を曳いて設置海域Ｌ５まで搬送する。言い替えると、下部構造体１００ＡをシンキングバージＡ２５を介してタグボートＡ２０で搬送する。なお、設置海域Ｌ５は進水に適した海域でもよい。
タグボートＡ２０及びシンキングバージＡ２５を用いることで、上部構造体１００Ｂと下部構造体１００Ａとを互いに異なる時間やルート等で搬送可能になる。
具体的には、図２３に示すように岸壁Ｌ１に公知のシンキングバージＡ２５を停泊させる。なお、シンキングバージＡ２５はフローティングドックでもよい。搬送車両Ａ１０等で、下部構造体１００Ａを岸壁Ｌ１からシンキングバージＡ２５に搬送し、シンキングバージＡ２５上に下部構造体１００Ａを乗せる。このとき、シンキングバージＡ２５と下部構造体１００Ａとの間に架台部材６５（図２４参照）を挟んでおく。
図２４に示すように、タグボートＡ２０でシンキングバージＡ２５を曳いて設置海域Ｌ５まで搬送する。言い替えると、下部構造体１００ＡをシンキングバージＡ２５を介してタグボートＡ２０で搬送する。なお、設置海域Ｌ５は進水に適した海域でもよい。
タグボートＡ２０及びシンキングバージＡ２５を用いることで、上部構造体１００Ｂと下部構造体１００Ａとを互いに異なる時間やルート等で搬送可能になる。
次に、建て起こし工程（ステップＳ２７）において、下部構造体１００Ａを建て起こす。具体的には、図２５に示すようにシンキングバージＡ２５を沈めて下部構造体１００Ａを海上に浮かべる。
上部タンク内に注入した液体バラストを、把持搬送ポンプにより下部タンクに搬送させていく。すると、図２６に示すように下部構造体１００Ａが回転して縦置きの状態になる。
上部タンク内に注入した液体バラストを、把持搬送ポンプにより下部タンクに搬送させていく。すると、図２６に示すように下部構造体１００Ａが回転して縦置きの状態になる。
次に、位置決め工程（ステップＳ２９）において、設置海域Ｌ５において、櫓部２０と下部構造体１００Ａとの相対変位を規制するとともに、上部構造体１００Ｂの下方に下部構造体１００Ａを配置する。この位置決め工程Ｓ２９は、第１実施形態の位置決め工程Ｓ７において作業用船舶１に代えて作業用船舶２を用いるだけなので、詳しい説明を省略する。
概要を説明すると、図１５に示すように、下部構造体１００Ａを作業用船舶２のウィンチ５６からのロープ５７で作業用船舶２に引き寄せる。
図１６に示すように、作業用船舶２の搭載用把持装置３５で下部構造体１００Ａを把持することで、櫓部２０と下部構造体１００Ａとの相対変位を規制する。
概要を説明すると、図１５に示すように、下部構造体１００Ａを作業用船舶２のウィンチ５６からのロープ５７で作業用船舶２に引き寄せる。
図１６に示すように、作業用船舶２の搭載用把持装置３５で下部構造体１００Ａを把持することで、櫓部２０と下部構造体１００Ａとの相対変位を規制する。
次に、装置組み付け工程（ステップＳ３１）において、第１実施形態の装置組み付け工程Ｓ９と同様に、櫓部２０に対して上部構造体１００Ｂを下方に移動させて下部構造体１００Ａに上部構造体１００Ｂを組み付けて風力発電装置１００を構成する。なお、位置決め工程Ｓ２９及び装置組み付け工程Ｓ３１で、組み付け工程Ｓ３２を構成する。
図１７に示すように、タグボートＡ２０で風力発電装置１００を作業用船舶２から離間させる。
次に、前述の係留工程Ｓ１１を行う。
図１７に示すように、タグボートＡ２０で風力発電装置１００を作業用船舶２から離間させる。
次に、前述の係留工程Ｓ１１を行う。
以上説明したように、本実施形態の作業用船舶２及び設置方法によれば、ナセル１０３を水平置きにしたままで風力発電装置１００を短時間で設置することができる。
また、シンキングバージＡ２５を介してタグボートＡ２０で下部構造体１００Ａを搬送する。このため、上部構造体１００Ｂと下部構造体１００Ａとを互いに異なる時間やルート等で搬送することができる。
また、シンキングバージＡ２５を介してタグボートＡ２０で下部構造体１００Ａを搬送する。このため、上部構造体１００Ｂと下部構造体１００Ａとを互いに異なる時間やルート等で搬送することができる。
以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、前記第１実施形態の作業用船舶１は、船体１０の長手方向Ｘの一方側（船首側）に櫓部２０を設け、他方側（船尾側）に建て起こし機構４５を設けた。しかし、図２７に示す作業用船舶１Ａのように、船体１０の長手方向Ｘの一方側に、櫓部２０及び建て起こし機構４５を設けてもよい。
例えば、前記第１実施形態の作業用船舶１は、船体１０の長手方向Ｘの一方側（船首側）に櫓部２０を設け、他方側（船尾側）に建て起こし機構４５を設けた。しかし、図２７に示す作業用船舶１Ａのように、船体１０の長手方向Ｘの一方側に、櫓部２０及び建て起こし機構４５を設けてもよい。
この変形例では、船尾側の側面に形成された第一凹部７０は、第一凹部１２及び第二凹部１４の用途を兼用する。作業用船舶１Ａの輸送用把持装置４７は、搭載用把持装置３５の用途を兼用する。
建て起こし機構４５は、船体１０上であって昇降装置２５の下方に設けられている。この変形例では、輸送用把持装置４７が把持装置となる。
図２８に示すように、水平面に平行に延びるように配置された回転台４６上に乗せられ輸送用把持装置４７で把持された下部構造体１００Ａを、回転軸Ｃ周りに回転させる（建て起こし工程）。すると、図２９に示すように、櫓部２０に架設された上部構造体１００Ｂの下方に縦置きの下部構造体１００Ａが配置される。このとき、輸送用把持装置４７により、下部構造体１００Ａと櫓部２０との相対移動が規制されている。
これ以降は、前述の装置組み付け工程Ｓ９及び係留工程Ｓ１１を行う。
このような設置方法とすることで、建て起こし工程の後で下部構造体１００Ａを曳いて作業用船舶１Ａから移動させ、再び櫓部２０と下部構造体１００Ａとの相対変位を規制する工程が省略できる。これにより、風力発電装置１００をより短期間で設置（施工）することができる。
建て起こし機構４５は、船体１０上であって昇降装置２５の下方に設けられている。この変形例では、輸送用把持装置４７が把持装置となる。
図２８に示すように、水平面に平行に延びるように配置された回転台４６上に乗せられ輸送用把持装置４７で把持された下部構造体１００Ａを、回転軸Ｃ周りに回転させる（建て起こし工程）。すると、図２９に示すように、櫓部２０に架設された上部構造体１００Ｂの下方に縦置きの下部構造体１００Ａが配置される。このとき、輸送用把持装置４７により、下部構造体１００Ａと櫓部２０との相対移動が規制されている。
これ以降は、前述の装置組み付け工程Ｓ９及び係留工程Ｓ１１を行う。
このような設置方法とすることで、建て起こし工程の後で下部構造体１００Ａを曳いて作業用船舶１Ａから移動させ、再び櫓部２０と下部構造体１００Ａとの相対変位を規制する工程が省略できる。これにより、風力発電装置１００をより短期間で設置（施工）することができる。
下部構造体１００Ａは浮体１０１で構成され、上部構造体１００Ｂはタワー１０２、ナセル１０３、及び複数の風車ブレード１０４で構成されるとした。しかし、両構造体１００Ａ、１００Ｂの構成はこれに限定されず、下部構造体が浮体１０１及びタワー１０２の下方の部分で構成され、上部構造体がタワー１０２の上方の部分、ナセル１０３、及び複数の風車ブレード１０４で構成される等としてもよい。
風力発電装置１００の浮体１０１及びタワー１０２が、上下方向Ｚに３つ以上に分割されるとしてもよい。例えば、浮体１０１及びタワー１０２が上下方向Ｚに３つに分割される場合には、分割された浮体１０１及びタワー１０２のうち最も上方の部分、ナセル１０３、及び複数の風車ブレード１０４で上部構造体を構成する。残りの２つの部分が、それぞれが下部構造体を構成する。
実施形態では風力発電装置１００はスパー型であるとした。しかし、風力発電装置は浮体を有していれば、いわゆるセミサブ型（Ｓｅｍｉ−Ｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ：半没水型）、ＴＬＰ型（Ｔｅｎｓｉｏｎ Ｌｅｇ Ｐｌａｔｆｏｒｍ：緊張係留式プラットフォーム型）等でもよく、特に限定されない。
１、１Ａ、２ 作業用船舶（風力発電装置の作業用船舶）
１０ 船体
１０ａ 側面
１２、７０ 第一凹部（凹部）
２０ 櫓部（架台）
２５ 昇降装置
３５ 搭載用把持装置（把持装置）
３６ 当接板（当接部材）
３７ 腕部
４５ 建て起こし機構
４７ 輸送用把持装置（把持装置）
１００ 風力発電装置
１００Ａ 下部構造体
１００Ｂ 上部構造体
１０１ 浮体
１０３ ナセル
１０３ａ 回転軸
Ａ２０ タグボート（曳船）
Ｌ１ 岸壁
Ｌ５ 設置海域
Ｓ１、Ｓ２１ 上部構造体製造工程（第一工程）
Ｓ３ 上部・下部構造体搬送工程（第二工程及び第三工程）
Ｓ１０、Ｓ３２ 組み付け工程
Ｓ１１ 係留工程（第四工程）
Ｓ２３ 上部構造体搬送工程（第二工程）
Ｓ２５ 下部構造体搬送工程（第三工程）
Ｗ 水平面
１０ 船体
１０ａ 側面
１２、７０ 第一凹部（凹部）
２０ 櫓部（架台）
２５ 昇降装置
３５ 搭載用把持装置（把持装置）
３６ 当接板（当接部材）
３７ 腕部
４５ 建て起こし機構
４７ 輸送用把持装置（把持装置）
１００ 風力発電装置
１００Ａ 下部構造体
１００Ｂ 上部構造体
１０１ 浮体
１０３ ナセル
１０３ａ 回転軸
Ａ２０ タグボート（曳船）
Ｌ１ 岸壁
Ｌ５ 設置海域
Ｓ１、Ｓ２１ 上部構造体製造工程（第一工程）
Ｓ３ 上部・下部構造体搬送工程（第二工程及び第三工程）
Ｓ１０、Ｓ３２ 組み付け工程
Ｓ１１ 係留工程（第四工程）
Ｓ２３ 上部構造体搬送工程（第二工程）
Ｓ２５ 下部構造体搬送工程（第三工程）
Ｗ 水平面
Claims (9)
- ナセルを有する上部構造体と浮体を有する下部構造体とが組み付けられることで構成される風力発電装置を、架台を有する作業用船舶を用いて組み付ける風力発電装置の組み付け方法であって、
前記ナセルの回転軸が水平面に対して略平行になるように前記架台で前記上部構造体を支持し、
前記上部構造体の下方に前記下部構造体を配置するとともに、前記下部構造体と前記架台との相対移動を規制し、
前記上部構造体を前記架台に対して下方に移動させることで、前記下部構造体と前記上部構造体とを組み付けて前記風力発電装置を構成する組み付け工程を行うことを特徴とする風力発電装置の組み付け方法。 - ナセルを有する上部構造体と浮体を有する下部構造体とが組み付けられることで構成される風力発電装置を、架台を有する作業用船舶を用いて分解する風力発電装置の分解方法であって、
前記ナセルの回転軸が水平面に対して略平行になるように前記架台で前記上部構造体を支持し、
前記上部構造体の下方に配置された前記下部構造体と前記架台との相対移動を規制し、
前記上部構造体を前記架台に対して上方に移動させることで、前記風力発電装置を前記下部構造体と前記上部構造体とに分解する分解工程を行うことを特徴とする風力発電装置の分解方法。 - 請求項１に記載の風力発電装置の組み付け方法を用いて前記風力発電装置を設置海域に設置する風力発電装置の設置方法であって、
前記作業用船舶を岸壁に停泊させ、前記ナセルの回転軸が水平面に対して略平行になるように前記ナセルを前記架台に陸上から仮設するとともに、前記ナセルに風車ブレードを陸上から取付けて前記上部構造体を形成する第一工程を行い、
前記作業用船舶により、海上を通って前記上部構造体を搬送する第二工程を行い、
前記下部構造体を、海上を通って搬送する第三工程を行い、
前記組み付け工程を行い、
前記風力発電装置を前記設置海域に設置する第四工程を行うことを特徴とする風力発電装置の設置方法。 - 前記作業用船舶により、前記第二工程と前記第三工程とを同時に行うことを特徴とする請求項３に記載の風力発電装置の設置方法。
- 前記第三工程では、前記下部構造体を曳船で搬送することを特徴とする請求項３に記載の風力発電装置の設置方法。
- ナセルを有する上部構造体と浮体を有する下部構造体とが組み付けられることで構成される風力発電装置を、前記上部構造体と前記下部構造体とを組み付けて構成するとともに前記上部構造体と前記下部構造体と分解するための風力発電装置の作業用船舶であって、
船体と、
前記船体上に設けられた架台と、
前記架台に設けられ、前記ナセルの回転軸が水平面に対して略平行になるように前記上部構造体を支持するとともに、支持した前記上部構造体を上方及び下方に移動可能な昇降装置と、
前記船体又は前記架台に設けられ、前記昇降装置に支持された前記上部構造体の下方で前記下部構造体を把持する把持装置と、
を備えることを特徴とする風力発電装置の作業用船舶。 - 前記船体上に設けられ、略水平に配置された前記下部構造体を支持するとともに前記下部構造体を建て起こす建て起こし機構を備えることを特徴とする請求項６に記載の風力発電装置の作業用船舶。
- 前記把持装置は、
前記下部構造体を当接させる当接部材と、
前記当接部材に当接した前記下部構造体の部分とは、前記下部構造体の周方向にずれた部分に当接可能な腕部と、
を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の風力発電装置の作業用船舶。 - 前記船体の側面には、前記下部構造体を収容する凹部が形成されていることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の風力発電装置の作業用船舶。
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